Vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên nền yếu

Vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên nền yếu
http://vattucongtrinhpan.com/vai-dia-ky-thuat-trong-xay-dung-nen-dap-tren-dat-yeu-part1.html

I. Các quy định chung

1.1. Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này được áp dụng cho tính toán thiết kế, thi công và nghiệm thu công trình ứng dụng vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu. Nội dung thiết kế chỉ quy định việc chọn vải, những tính toán cần thiết cho việc xác định vị trí đặt vải và số lớp vải để tăng cường mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu; còn các vấn đề tính toán về lún, về thấm lọc, bảo vệ và gia cường mái dốc không quy định ở đây.

1.2. Vải địa kỹ thuật được đặt giữa nền đất yếu và nền đắp làm chức năng tăng cường ổn định cho nền đắp đồng thời tạo hiệu ứng de để đầm chặt đất đắp.

Việc sử dụng vải địa kỹ thuật để làm chức năng nói trên không phải là điều bắt buộc mà chỉ là một giải pháp, một phương án đưa ra để so sánh về kinh tế kỹ thuật với các phương án xử lý khác, khi việc kiểm toán ổn định trong điều kiện trực tiếp nền đắp trên đất yếu không đạt được yêu cầu như nói ở điểm 2.2.1.1. Đất yếu ở đây chỉ đất loại sét hoặc á sét có độ sệt B > 0,5 hoặc đất đầm lầy than bùn (lượng hữu cơ chiếm trên 20%) hay bùn cát có độ bão hoà G > 0,8.

1.3. Để thiết kế xử lý đất yếu bằng vải địa kỹ thuật cần khảo sát thu thập các số liệu sau:

- Khảo sát địa chất công trình theo 22 TCN 82 - 85 nhằm cung cấp chính xác phạm vi, chiều dầy và các chỉ tiêu đặc trưng của đất yếu.

- Điều tra vật liệu xây dựng công trình như: vật liệu đắp, tính năng vải và máy móc xây dựng.

- Quy mô công trình, thời gian thi công và tiến độ thi công công trình.

1.4. Ngoài việc thực hiện các yêu cầu của tiêu chuẩn này, các đơn vị tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát và thi công phải tuân thủ các quy định hiện hành khác trong khảo sát thiết kế và thi công xây dựng nền đường nói chung.

II. Tính toán thiết kế

2.1. Thiết kế cấu tạo:

2.1.1. Bố trí vải địa kỹ thuật khi xây dựng nền đắp trên đất yếu thực hiện như sau:

Hình 1: Bố trí vải địa kỹ thuật trên nền đất yếu

2.1.2. Khi sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp phân cách thường trải một lớp vải trên đất yếu. Lớp đất đắp đầu tiên trên vải dùng vật liệu thoát nước cát hạt trung, có các yêu cầu sau:

- Tỷ lệ cỡ hạt lớn hơn 0,25mm phải chiếm trên 50%.

- Tỷ lệ cỡ hạt nhỏ hơn 0,14mm không quá 10%.

- Hàm lượng hữu cơ không quá 5%

2.1.3. Khi sử dụng vải địa kỹ thuật với chức năng gia cường thì dùng hai hoặc nhiều lớp tuỳ thuộc vào các tính toán ở mục 2.2. Khoảng cách giữa 2 lớp vải tối thiểu 0,3m. Vật liệu đắp giữa 2 lớp vải đầu tiên cũng dùng cát hạt trung như quy định ở mục 2.1.2.

2.2. Tính toán thiết kế.

Tính toán thiết kế phải tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-98 hoặc tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cao tốc TCVN 5729-97; quy trình thiết kế "Khảo sát thiết kế nền đường qua vùng đất yếu" hiện hành. Ngoài ra khi dùng vải với chức năng gia cường phải tính toán thêm các vấn đề sau:

2.2.1. Tính toán ổn định công trình

2.2.1.1. Tính toán ổn định trượt sâu với hệ số ổn định trượt được quy định

Kmin ≥ 1,2 theo phương pháp phân mảnh cổ điển.

K=(Mô men giữ+N×Y)/(Mô men gây trượt)

N phải được giới hạn bởi các điều kiện sau:

N ≤ N(max)/K

Trong đó: N(max) là cường độ chịu kéo đứt lớn nhất của vải lúc đem dùng:

Hình 2: (1) vùng hoạt động, (2) vùng bị động

k - là hệ số lấy bằng 2,0 nếu dùng vải pô-ly-ét-le và lấy bằng 5,0 nếu vải bằng pô-ly-prô-py-len hoặc pô-ly-ê-ty-len.

Điều kiện (2-3) và (2-4) là để đảm bảo lực kéo có hiệu (cho phép) của vải phải nhỏ hơn lực ma sát phát sinh giữa mặt trên của vải với đất đắp cả ở vùng hoạt động (1) và vùng bị động (2).

Trong đó f' là hệ số ma sát tính toán (đã xét đến hệ số an toàn bằng 1,5) giữa đất đắp và vải:

Trong đó:

ϕ là góc nội ma sát của đất đắp

γ(w) là dung trọng đất đắp (T/m3 )

hi là chiều cao đất đắp trên vải (thay đổi theo dạng taluy; trong phạm vi bề rộng đỉnh nền dường hi = h chiều cao nền đắp).

2.2.1.2. Kiểm toán điều kiện ổn định trượt đất đắp trên vải địa kỹ thuật theo công thức sau:

ϕ : Góc nội ma sát của đất đắp

F: Lực ma sát giữa đất đắp và mặt vải địa kỹ thuật (lực giữ). Bỏ qua lực dính giữa đất đắp và vải thì:

F = G.f' (2 - 9)

Trong đó: f' được xác định như ở công thức (2-5)

G trọng lượng khối đất đắp trong phạm vi mái dốc rộng L hình 3)

Việc khống chế tốc độ đất đắp nền trên đất yếu (có vải địa kỹ thuật tăng cường) được thực hiện như sau:

Phải bố trí mốc quan trắc lún và mốc quan trắc biến dạng ngang. Tối thiểu mỗi công trình phải bố trí 3 trắc ngang quan trắc lún và 10m dài 1 mốc quan trắc biến dạng ngang.

Nếu:

+ Lún ≤ 1cm/ngày

+ Chuyển vị ngang ≤ 5mm/ngày thì tiếp tục đắp. Nếu lún hoặc chuyển vị ngang quá tiêu chuẩn trên thì cần tạm ngừng đắp để theo dõi; nếu thấy biến dạng không tiếp tục tăng nữa thì cho đắp tiếp.

2.2.2. Tính toán lựa chọn vải địa kỹ thuật

2.2.2.1. Chọn loại vải, số lớp vải theo mục đích gia cường phải dựa trên cơ sở tính toán ở mục

2.2.1 và không trái với yêu cầu nêu ở mục 3.1.1.

2.2.2.2. Chiều rộng trải vải địa kỹ thuật khi thiết kế phải lớn hơn chiều rộng của nền đường ít nhất là 1m để cuốn phủ lên lớp thứ nhất của lớp cát thoát nước ngang (thay thế tầng lọc ngược hai bên nền đường).